Kohti kaksiulotteista elektroniikkaa

Jos kaksiulotteiset materiaalit voitaisiin ottaa laajasti käyttöön esimerkiksi integroimalla ne piin kanssa, se merkitsisi kuluttajille paljon pidempää akun käyttöikää ja paljon monimutkaisempia toimintoja.

Sitten grafeenin julkistuksen kaksiulotteiset materiaalit ovat olleet elektroniikka-alallakin vahvan kiinnostuksen kohteena.

Esimerkiksi Stanfordin insinöörit ovat äskettäin tunnistaneet kaksi kaksiulotteista puolijohdetta - hafnium diselenidin ja zirkonium diselenidin – joilla on piin kanssa yhteensopiva kaistaero ja, että niiden pinta voi oksidoitua erittäin hyväksi eristeeksi.

Tutkijoiden kehittämien puolijohteiden HfSe2:n ja ZrSe2:n kaistaerot ovat 0,9 - 1,2 elektronivolttia ja niille kehittyvä toivottava luonnollinen high-k eriste on vastaavasti HfO2 ja ZrO2.

Muutaman atomin paksuisten piirien ja korkean K-arvon eristeen yhdistelmä tarkoittaa, että näistä puolijohteista voitaisiin tehdä transistoreita 10 kertaa pienempänä kuin mikään muu, joka voitaisiin integroida piin kanssa.

Monista kaksiulotteisista puolijohteista on laboratorioissa jo tehty transistoreita ja diodeja kuten WTe2, musta fosfori ja MoS2, johon perustuen on tehty myös mikroprosessori.

Myös monet muut kaksiulotteiset materiaalit lupailevat hämmästyttäviä ominaisuuksia. Tutkijoiden mukaan niistä voisi rakentaa antureita, jotka voivat mitata useampaa ominaisuutta samalla kertaa.

Muutenkin kaksiulotteiset olisivat omiaan antureille sillä ne ovat kokonaisuudessaan alttiita kemiallisille vaikutuksille, toisin kuin perusmateriaalit, joissa vain pinta on kosketuksissa kohteeseen.

Näihin ja muihin aiheen erikoisuuksia voi tutustua uusimmassa katsausartikkelissa.